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如何区分有源探头与无源探头
  • 发布日期:2024-09-11      浏览次数:58
    • 不同类型的探头对应用的环境存在着不同。挑选合适的探头是进行测量的关键一步。起初应要了解应要测量的信号。电信号根本意义上就是测量电压或电流,频率高或低、振幅多少、测量对象的输出电阻高或低、差分能否经过绝缘来完成测量等。 


          了解完测量对象,接着便能从种类丰富的探头中挑选到合适的。市场上有相应测量高电压、高速信号亦或是应用于各类场景的丰富的探头类型。


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          电压探头的优势是能够进行非接触式测量,因此不会对测量对象造成过大的影响。我们一起来看看怎样挑选合适的电压探头:


      01、选择电压探头时需要确认的4种规格:

      频率范围  

      根据可测量的频率决定

      输入电压范围

      可观测信号的大电压+富余量(电涌等)

      输入电阻

      面对测量对象产生的直流电负载

      输入电容

      对测量对象产生的交流(高频)电负载


           可按照上述规格来挑选适用的探头。输入电阻过低会形成直流负载,进而影响到电路的偏压。输入电容过大将影响高速信号的上升等。


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      【主要用途】


      02、有源探头

             在有源探头的探头内部前端安装有半导体元件。无源探头:信号经过数米长的电缆之后输入到示波器的半导体元件中。

            有源探头:信号衰减后,能够直接输入到探头内部前端的半导体元件。此半导体元件可缓冲大容量电缆电容,所以在极大程度内减小输入电容,减小对上述测量对象造成的影响。有源探头能够抑制探头的负载效应对测量对象造成的影响,十分适用于在高电阻、高频率的环境下进行测量。


           如下图展示的是差分探头的结构:


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      ●去掉共模电压,便能抽取出差分信号,应用在CAN、LVDS、高速串行通信等差分信号测量;

      ●把示波器与测量对象的GND分离,可应用在配电电源电路等浮动电路或电路GND电阻较高的情况下。


      03、华体会流水 和电流测量方法

             现在简单介绍一下应用范围广的电流检测方式。

             华体会流水 检测时应要测量的电流四周的磁场,因此能够进行非接触式测量,这样操作可以减弱对测量对象产生的影响。


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      【测量仪所采用的电流测量方法】


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      【采用分流电阻的电流测量方式】


           使用该类测量方法,应要切断有电流流过的线路,采用分流电阻形成旁路。有时也会使用另一类方法:切断被测量导体,插入低值电阻(分流电阻)测量电阻两端电压。采用该方法时应要注意的是,因为分流电阻形成的电压会对测量对象的工作状态产生影响,在电阻十分低的状态下易受到寄生电感元件与寄生电容的影响,输出电压带有频率特性。除此外还应借助差分与浮空完成检测。


          但是在可忽略寄生电感元件与寄生电容影响的低频率下,此方法为测量精度高的方法。


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      【采用hth网页版 的电流测量方式】


          在磁芯上缠绕线圈制成CT结构感应器,其构造简单制作成本低廉,可其检测的是磁场,所以在原理上是没有办法检测直流电的。


          ●CT感应器的工作原理如下:

          因为被测量的导体内有电流,所以磁芯内形成了磁通量(φ),为了清除该磁通量,在2级线圈上产生电动势,电流流经分流电阻。此电流产生的磁通量(φ)与被测电流产生的磁通量大小一致(φ=φ’)。


          除此外,被测电流Ip与2级线圈(线圈数:n)的电流Is之间存在Is=Ip/n的关系。感应电动势的产生与磁通量的变化大小成比例,因此没有办法检测磁通量无变化的直流电。

          而感应电动势与单位时间的磁通量变化成比例,进而变化速度越慢感应电动势越小,不便进行检测。


          ●hth网页版 使用注意事项:

          因为CT感应器的原理是在铁芯等磁芯中缠绕线圈,使其发挥出电感元件的功能。但在电感元件上添加直流磁场后便可减弱磁芯的透磁率,因此电感元件会衰减。假设增大直流磁场使其达到一定数值,磁芯将饱和,就没有办法发挥电感元件的功能。这一特性便是常说的直流重叠特性。


          华体会流水 的基本结构和在磁芯上缠绕线圈的电感元件的结构一样,进而会出现相同的现象。简单来说就是,在有直流电的状态下,华体会流水 的特性会发生变化,直流电流达到一定大小后华体会流水 便会失灵,没有办法输出波形。


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          ●使用零磁通门传感器检测直流电流

          CT感应器不会对直流或是低频电流产生感应电动势,因此直流以及低频电流产生的磁通量会残留在磁芯内。假设在磁芯缝隙内安装的霍尔效应元件,其会检测出该磁通量,同时将负反馈电流送入线圈以抵消该磁通量。此检测方法被称为零磁通门方法。


          该方法能够有效减少磁芯内部的非线性影响,因此可进行高精度的测量。此外,还可以避免CT方法中的直流重叠特性。

          如下图所示的原理,霍尔效应元件可从没办法采用CT动作检测的直流电中检测出低频率磁通量(ΦーΦ');通过AMP,在磁通量相互抵消的方向上释放电流,消除磁芯内的磁通量;分流电阻中的电流为CT动作与AMP动作(霍尔效应元件检测值)相加的结果。


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      小总结:


           还有不懂的或是想要了解的可在后台留言进行讨论!如果有其他有趣的内容可分享出来一起了解,更多型号资料可在后台留言获得。


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